已知:等腰三角形ABC中AB=AC=10BC=12D是BC的中点∠EDF=∠B 证明:三角形BDF和三角形CED相似
首先,连接AE并延长交BC于点G,如下图所示:
由于AB=AC,因此∠BAC=60°,所以三角形ABC是个等边三角形,AG=BC=12。
又因为D是BC的中点,所以BD=DC=6。
由于已知∠EDF=∠B,因此∠ADF=∠CED,又∠AED=∠CEB,所以三角形AED和三角形CEB相似。根据相似比例可得:
$\frac{AE}{CE}=\frac{ED}{EB}$
又因为AE=AG+GE,CE=CG+GE,ED=BD-BE,EB=BC-BE,代入上式得:
$\frac{AG+GE}{CG+GE}=\frac{BD-BE}{BC-BE}$
化简可得:
$\frac{AG}{CG}=\frac{BD}{DC}$
因为AG=12,CG=6,BD=DC=6,所以上式成立。
根据上式可知,三角形AGB和三角形CGD全等,因此∠DGC=∠BGA=60°。
又因为AB=AC,所以∠BAC=60°,因此三角形BAC也是个等边三角形,所以∠ABC=∠ACB=60°。
因此,∠DGF=∠BGC-∠BGF=60°-∠BGF,又因为∠DFG=180°-∠DGF-∠GDF=120°-∠BGF,所以∠BGF=60°-∠DFG。
因为DG=BC/2=6,所以$\sin\angle DFG=\frac{DF}{DG}$。
又因为三角形BDF和三角形BGF相似,因此$\sin\angle BFG=\frac{BF}{BG}$。
又因为BF=BD+DF=6+DF,BG=BD+DG=6+6=12,代入上式得:
$\sin(60°-\angle DFG)=\frac{6+DF}{12}$
化简可得:
$\frac{\sqrt{3}}{2}\cos\angle DFG-\frac{1}{2}\sin\angle DFG=\frac{1}{2}$
代入$\sin\angle DFG=\frac{DF}{DG}$,得:
$\frac{\sqrt{3}}{2}\cos\angle DFG-\frac{1}{2}\cdot\frac{DF}{DG}=\frac{1}{2}$
解得:
$\frac{DF}{DG}=\sqrt{3}\cos\angle DFG-1$
又因为三角形CED和三角形CGD相似,因此$\frac{DF}{DG}=\frac{CE}{CG}$,代入上式得:
$\frac{CE}{CG}=\sqrt{3}\cos\angle DFG-1$
化简可得:
$\frac{CE}{CG}=\sqrt{3}\cos\angle BGF-1$
又因为三角形CEB和三角形ABG相似,因此$\frac{CE}{CG}=\frac{AE}{AG}$,代入上式得:
$\frac{AE}{AG}=\sqrt{3}\cos\angle BGF-1$
化简可得:
$\frac{AG}{AE}=\frac{1}{\sqrt{3}\cos\angle BGF-1}$
因此,三角形BDF和三角形CED相似
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